Коррозия металлов конспект 9 класс
Обновлено: 30.06.2024
- 31 января 1951 г. обрушился железнодорожный мост в Квебеке (Канада ), введенный в эксплуатацию в 1947 г.
- в 1964 г. рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400-метровая антенная мачта в Гренландии.
- Из-за повреждений нефтепроводов в реки и на грунт выливается нефть.
Что же объединяет эти примеры? (разрушение металлических изделий)
Этот процесс и станет предметом нашего изучения на уроке.
Разрушение, или правильнее разъедание, в переводе на латинский звучит как “кородире”.
Тема нашего урока “Коррозия металлов”.
Что поставить в конце предложения? Может знак ! или ? И нашей задачей будет в ходе урока выработать собственное отношение к этому процессу. А в конце урока каждый поставит в название свой знак препинания.
Рассказ сегодня я буду вести с помощью опорного конспекта. У вас на столах розданы такие же конспекты только в уменьшенном варианте.
- Как вы думаете, почему здесь изображен дракон?
Коррозию можно сравнить со сказочным Змеем Горынычем. Это давний и коварный враг большинства металлов. Но в отличии от него коррозия реально существует и, оставаясь невидимой, наносит огромный урон металлам и сплавам. И чтобы его победить, человек должен проникнуть во все его тайны, ведь не случайно эпиграфом к нашему уроку выбрано высказывание академика Несмеянова “Знать – значит победить.”
Итак, что же такое коррозия?
В переводе с латинского слово “коррозия” - значит разъедать.
Примерно 20% железа ежегодно выплавляемого в мире разрушается от коррозии.
Коррозия – разрушение металлов под действием окружающей среды, при этом металлы окисляются по схеме:
- равномерную (сплошную),
- язвенную,
- точечную (питтинг).
Как вы думаете какой вид коррозии самый опасный?
Почему? (Питтинг – большая глубина поражения и малая площадь)
По механизму протекания коррозия делиться на два вида: химическую и электро-химическую.
- Как вы думаете, почему этот блок изображен в виде пламени?
Это вид коррозии протекает в средах, непроводящих электрический ток (газ, нефть, керосин ) или при высоких температурах, когда невозможна конденсация воды.
В результате химической коррозии происходит переход электронов от восстановителя к окислителю. Если прокалить медную проволоку в пламени, образуется серый налет, это и будет оксид меди.
Второй вид коррозии – электрохимическая.
- Какой процесс будет сопровождать этот вид коррозии?
- Что такое электрический ток с точки зрения физики?
Этот вид коррозии протекает в среде электролита.
Если в среде электролита находится контактная пара металлов (Cu – Fe ), то ионы более активного металла – железа переходят в раствор, при этом поверхность железа заряжается положительно, выполняя роль анода. Электроны с поверхности железа переходят на поверхность более электроположительного металла – меди. В результате она заряжается отрицательно, выполняя роль катода. На поверхности меди восстанавливаются ионы водорода, образуя газообразный водород. Это пример коррозии, протекающей в кислой среде.
Но на поверхности металлических изделий, находящихся в атмосферных условиях, всегда конденсируется влага. Капля воды играет роль электролита, в ней растворен кислород из воздуха. Кислород восстанавливается до гидроксид-ионов, а железо окисляется, переходя в гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III). Смесь этих гидроксидов и есть ржавчина.
Обратите внимание на следующий элемент конспекта. Как вы думаете, о чем пойдет речь дальше?
- Крашение;
- Эмалироание (не металлическое покрытие);
- Металлопокрытие;
- Легирование – введение в сплав добавки, в результате образуются коррозийно-стойкие сплавы;
- Введение в среду ингибитора – специального вещества, замедляющего скорость коррозии;
- Протекторная защита – присоединение к защищаемому металлу более активного металла.
Ответить на вопросы теста.
(ответом будут буквы, составляющие слово “коррозия” )
1. Слово “коррозия” в переводе с латинского означает:
ж) электрохимическая коррозия;
н) язвенная коррозия;
о) точечная коррозия;
р) сплошная коррозия.
3. Окисление металла в среде не электролита:
а) электрохимическая коррозия;
г) язвенная коррозия;
о) точечная коррозия;
р) химическая коррозия.
4. Разрушение металла, находящегося в контакте с другим металлом в присутствии водного раствора электролита:
в) газовая коррозия;
и) химическая коррозия;
т) сплошная;
р) электрохимическая коррозия;
5. Эмалирование это:
б) способ предания красоты металлическому изделию;
е) электрохимический метод защиты металлов от коррозии;
о) защитное неметаллическое покрытие металла;
ч) защитное металлическое покрытие металла.
6. Легирование это:
з) специальное введение в сплав элементов, замедляющих процесс коррозии;
и) покрытие железного листа слоем олова;
к) создание контакта с более активным металлом;
т) покрытие металла краской.,
7. Вещества, замедляющие процесс коррозии называются:
8. Присоединение к защищаемому металлу другого, более активного металла называется:
а) металлопокрытие;
о) контактная защита;
р) легирование;
я) протекторная защита.
После проверки теста дается задание всему классу, которое выполняется в парах, по карточкам.
- Какие виды коррозии вам известны по характеру повреждений поверхности металлов?
- Какие ионы переходят в раствор при электрохимической коррозии? Какие процессы при этом протекают но катоде и аноде?
- Запишите уравнение реакции, отражающее процесс химической коррозии. Укажите окислитель и восстановитель.
- Перечислите способы защиты металлов от коррозии. Объясните, как вы их понимаете.
Работа в парах экспертов
Выполнение лабораторных опытов.
Э-4
В пробирке под N5 железный гвоздь помещен в раствор гидроксида натрия (NаОH). В пробирке под N6 – в раствор хлорида натрия (NаCl).
1) В каком случае процесс коррозии интенсивнее?
2) Какая среда повлияла на скорость коррозии?
3) Какой метод защиты металлов от коррозии подтверждает данный опыт?
Э-3
Даны 2 пробирки: в пробирке N3 железный гвоздь соединён с медью, в пробирке под номером 4 - железный гвоздь соединен с цинком. Среда нейтральная.
1)Определите, в каком случае коррозирует железо? Почему?
2)Составьте уравнения реакций, протекающих в обоих случаях.
Э-2
В пробирке под N1 – цинк покрытый лаком, в пробирке под N2 – цинк, ранее обработанный кислотой. В обе пробирки добавьте соляную кислоту. В какой пробирке наблюдается выделение газа? Почему? Какой метод защиты металла демонстрирует данный опыт?
Э-1
Прокалите медную проволоку в пламени спиртовки. Что вы увидели? К какому типу коррозии вы отнесёте данный процесс? Запишите уравнение химической реакции, составьте схему электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.
Отчет групп о проделанной работе
Вы познакомились с понятием коррозия, с механизмом и видами коррозии и теперь вы решили, какой знак поставить в конце предложения?
Выразить свое отношение к предмету изучения я вам предлагаю через синквейн:
Конспект урока и презентация на тему " Коррозия металлов" 9 класс
образовательная – учащиеся должны усвоить понятие коррозии как окислительно-восстановительного процесса, разобраться в сущности электрохимической коррозии и причинах, вызывающих ее ускорение; уяснить влияние на скорость коррозии образования микрогальванической пары в среде электролита;
развивающая – развить умение на основании знаний об условиях коррозии предполагать способы защиты металлов от коррозии в быту, т.е. применять свои знания на практике;
воспитательная – вырабатывать у школьников познавательную активность, интерес к предмету, умение работать в коллективе, в группах.
Методы – словесный (объяснение, беседа), наглядный, практический.
Организационный момент. ( видео ролик « С добрым утром»
Актуализация знаний ( слайд №3)
Тестирование (5 мин). 2 варианта по 10 вопросов
( слайд№4)Взаимопроверка по ключам (выставление оценок в лист учета)
5-6 вопросов – оценка «3»
7-8 вопросов – оценка «4»
9-10 вопросов – оценка «5»
Тесты по теме: «Железо».
вариант І
а) ванадия. в) марганца.
б) хрома. г) железа.
2. Железо в соединениях имеет:
а) постоянную валентность. в) переменную валентность.
б) валентность, равную нулю. г) отрицательную валентность
3. Окислительными и восстановительными свойствами обладает частица:
4. Молекулярная формула гематита:
5. Железо горит в кислороде, при этом образуется железная окалина. Ее молекулярная формула:
6. Продуктом коррозии железа является:
а) серая ржавчина в) белая ржавчина
б) бурая ржавчина г) зеленая ржавчина.
7. Качественной реакцией на является реакция с гексацианоферратом( І ) калия ( желтой кровяной солью ). Какое окрашивание дает при этом продукт реакции:
8. Чугун- сплав, в состав которого входят:
а) железо и сера в)железо и кислород б) железо и углерод г) железо и медь
9. Вещество, имеющее формулу Fe ( , называется:
а) гидроксид железа( ІІІ ) в) гидроксид железа б)оксид железа ( ІІІ ) г)
10. В виде какого минерала встречается железо в природе:
а) красный железняк в) желтый железняк б)серый железняк г) черный железняк
В каком виде железо менее всего подвергается коррозии:
а) чугун в) сталь б)чистое г) железо с содержанием меди
2. Какой цвет имеет осадок гидроксид железа( ІІІ ) :
3. Качественной реакцией на является реакция с гексацианоферратом( І ) калия ( желтой кровяной солью ). Какое окрашивание дает при этом продукт реакции:
4. Железо в соединениях имеет:
б) валентность, равную нулю. г) отрицательную валентность.
5. Для получения какого металла применяют доменный процесс:
6. Какая из этих формул относится к бурому железняку:
7. Изделие из железа с целью защиты его от коррозии покрывают: а) б) цинком как металлом, на поверхности которого имеется защитная пленка в) ртутью как самым активным металлом г)
8. Молекулярная формула гематита:
9. Какая формула соответствует дигидрофосфату железа
10. В состав стали «нержавейка» входят:
а) в) железо,титан и никель
б) железо, цинк и алюминий г)
включение в новую тему.
На предыдущих уроках мы с вами познакомились с темой : Железо и его соединения. Сегодня мы с вами продолжим изучать данную тему, и рассмотрим один из самых опасном и коварном процессе, который носит название КОРРОЗИЯ.
( слайд №5) Хвастается новенький металл:
«Как силен я, смел и как удал!
Неподвластен никакой угрозе я,
Кроме рыжей крысы с именем
История металла. Железо – элемент, всем хорошо известный. Железо используют как в чистом виде, так и в составе различных сплавов.
(слайд№7) О значении железа очень ярко сказал академик А.Е.Ферсман: «Я хочу поразить читателя и нарисовать картину того, что было бы с человеком, если бы он вдруг узнал, что все железо на поверхности земли исчезло и что его ниоткуда больше достать нельзя. Правда, он узнал бы это довольно решительным образом, ибо исчезли бы его кровать, распалась бы вся мебель, уничтожились все гвозди, обвалились потолки и уничтожилась крыша. На улицах стоял бы ужас разрушения: ни рельсов, ни вагонов, ни паровозов, ни автомобилей, ни экипажей, ни решеток не оказалось бы, даже камни мостовой превратились бы в глинистую труху, а растения начали бы чахнуть и гибнуть без живительного металла. Разрушение ураганом прошло бы по всей Земле, и гибель человека сделалась бы неминуемой».
Иногда создается впечатление, что природа, творя железо, снабдила его таким комплексом свойств, которые необходимы и вполне достаточны, чтобы сполна удовлетворить все разнообразные нужды человека. Ошиблась природа в одном: не обеспечила железо устойчивостью к внешней среде – оно легко корродирует и этим создает человеку очень много проблем научных, технических и, конечно, материальных. Человеку приходится применять сложные и чрезвычайно энергоемкие металлургические процессы, чтобы извлечь металлы из химических соединений, в виде которых они находятся в рудах. Значительную долю результатов этого труда у людей отнимает злейший враг металлов – коррозия. В процессе коррозии металлы снова превращаются в сложные вещества, подобные тем, которые содержались в рудах. О коррозии упоминается даже в Ветхом Завете: «не сотвори себе кумира на земле, ибо ржавчина и моль его разрушат»
I . Изучение новой темы.
Слово «коррозия» происходит от латинского «коррозио» - разъедание.
Коррозия – самопроизвольное разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. «Поедают» металл все вещества, которые могут с ним реагировать: кислород и вода, кислоты и щелочи, растворы солей (морская вода).
Аппетит у «металлоедов» чудовищный – ежегодно они уносят до 30% производимого металла; 2/3 этого количества в виде металлолома возвращаются в промышленность, а 1/3 теряется безвозвратно. Но убытки этим не ограничиваются. ? Какие еще расходы возникают в результате коррозии?
Стоимость деталей и конструкций, вышедших из строя вследствие коррозии, выше стоимости самого металла. По причине коррозии случаются аварии. Коррозия увеличивает расходы на ремонт машин, на бензин. Значительные средства требует профилактика коррозии. Таким образом, коррозия порождает своеобразную цепную реакцию расходов, которые растут как снежный ком, причем косвенные расходы во много раз превышают прямые.
Коррозия это окислительно-восстановительный процесс, при котором атомы металлов переходят в ионы (идет процесс окисления)
Слайд №12 самостоятельная работа ( стр 172-173). Заполнить таблицу
Виды коррозии
В чем сущность каждого вида?
Различают два вида коррозии: химическую и электрохимическую.
Химическая коррозия – это разрушение металла в результате взаимодействия их с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток.
Этот вид не приносит особого вреда.
Электрохимическая коррозия – это разрушение металлов при контакте двух металлов в воде или среде другого электролита.
В данном случае наряду с химическим процессом идет электрический – перенос электрона, т.е. возникает электрический ток.
Этот вид приносит большой вред.
Работа в группах
Сейчас каждая группа получит задания и, внимательно рассмотрев их даст ответы на поставленные вопросы.
1.Гвоздь в дистиллированной воде.
Гвоздь в растворе хлорида натрия.
Гвоздь в контакте с медью растворе соли.
Гвоздь в контакте с цинком в растворе соли.
Гвоздь в растворе соли и щелочи.
№ 1. Железный гвоздь + чистая вода.
Насколько сильно корродировал гвоздь в чистой воде?
Сделайте вывод о скорости коррозии в чистой воде.
№ 2. Железный гвоздь + раствор хлорида натрия NaCl .
Насколько сильно корродировал гвоздь в растворе хлориде натрия?
Что из себя представляет по внешнему виду ржавчина?
Сделайте вывод о скорости коррозии в растворе соли.
№ 3. Железный гвоздь + медная проволока + раствор NaCl .
Насколько сильно корродировал гвоздь в контакте с медной проволокой?
Почему из двух металлов в первую очередь корродирует железо?
Сделайте вывод о скорости коррозии железа при контакте его с медью.
№ 4. Железный гвоздь + цинковая пластинка + раствор NaCl
Какой из металлов (железо или цинк) подвергся коррозии?
Почему железо осталось не измененным?
Сделайте вывод о скорости коррозии железа при контакте его с цинком.
№ 5. Железный гвоздь + раствор NaCl + раствор NaOH .
Присутствие каких ионов, по вашему мнению, затормозило процесс коррозии?
Сделайте вывод о скорости коррозии железа в контакте с гидроксид-ионами.
( слайд № 14,15)
1. Железо слабо корродировало, в чистой воде коррозия идет медленнее, т.к. вода слабый электролит.
2. Железо корродирует сильнее, т. к. хлорид натрия более сильный электролит и это увеличивает скорость коррозии.
3. Скорость коррозии велика. Образовалось много ржавчины. Железо сильно корродирует в контакте с менее активным металлом – медью.
4. Наблюдаем коррозию не железа, а цинка, т.к. железо в контакте с более активным металлом даже в сильно коррозионной среде – растворе хлорида натрия – не корродирует, остается защищенным до тех пор, пока не прокорродирует весь цинк.
5. Коррозия практически отсутствует. Щелочь замедляет коррозию, ионы ОН - являются ингибиторами коррозии.
Теперь мы знаем сущность коррозии, а знать, значит победить. Таков девиз нашего урока.
А сейчас творческая работа.
Каждая группа должна придумать рекламу для выбранного способа защиты металлов от коррозии. Сейчас нужно рассказать об этом способе защиты и прорекламировать его.
Простейшее средство защиты – это лакокрасочное покрытие.
Изготовление сплавов, стойких к коррозии.
1. Простейшее средство защиты – лакокрасочное покрытие, оно защищает поверхность металла от непосредственного контакта с окружающей средой и другими металлами. Борта теплоходов и других кораблей обычно снаружи покрывают масляной краской. Краска или лак прочно пристают к поверхности , но такие покрытия недолговечны. Однако в домашних условиях предотвратить ржавление батарей центрального отопления, канализационных труб этот способ поможет . Отправляя машины с завода, их густо покрывают смазочным маслом. Оно тоже не пропускает ни воздух, ни воду. Но масло годится только на время, пока машина в пути. Однако есть еще один способ сделать сталь нержавеющей. Это использование металлических покрытий - это нанесение на поверхность металла слоя другого, более или менее активного, чем защищаемый металл. Металлические покрытия получают в результате хромирования, никелирования, меднения, золочения, лужения (покрытие оловом) и т.д.
2. Протекторная защита – это электрохимический способ защиты металлов. Он заключается в том, что защищаемый металл, например железо, соединяют с протектором – более активным металлом (цинк, алюминий, магний). Чтобы спасти стальные конструкции, «приносят в жертву» магниевые блоки, расположенные во влажном грунте на некотором расстоянии друг от друга. Примерно также защищают цинковыми пластинами стальные корпуса морских судов. При контакте двух металлов протектор, сделанный из более активного металла будет разрушаться, защищая конструкцию. Протекторную защиту используют для металлических конструкций, соприкасающихся с морской и речной водой. В быту - пример электрохимической защиты - это оцинкованное ведро. Цинковый слой может иметь дефекты, царапины, он может даже не покрывать полностью все ведро – защитное действие все равно будет обеспечено.
5. Очень важным способом защиты металлов от коррозии является создание антикоррозийных материалов – сплавов, замена металлов полимерными материалами. Если хром добавить в сталь, когда она варится, получается очень твердый сплав, из которого можно делать и танки, и броню для боевых кораблей, и стволы пушек. А если побольше хрома прибавить, тогда получится сталь для подводных лодок. Она не ржавеет и называется нержавеющей сталью. Если в сталь добавить никель, то такую сталь ржавчина никогда не съест. Нержавеющая сталь, содержащая хром или никель, вероятно, есть у многих дома. Из такой стали делают ложки, вилки, ножи. Они довольно легкие, по цвету немного темнее серебра..
Выводы по уроку
Слайд № 24,25 Дополнительный материал по теме.
О том, сколь коварна и прожорлива коррозия, знают все автомобилисты. Двигатель порой готов еще служить верой и правдой, а кузов машины уже насквозь разъеден ржавчиной. Вот почему проблемам борьбы с коррозией ведущие автомобильные фирмы придают огромное значение. В январе 1986 г в Брюсселе проходил международный автосалон, на котором демонстрировалось более 1300 автомобилей из трех десятков стран. Всеобщее внимание привлекли машины шведской фирмы «Вольво», которая сумела существенно повысить антикоррозионную стойкость своей продукции и дает покупателям гарантию на 8 лет. Чтобы ни у кого на этот счет не возникало сомнений, фирма придумала оригинальную рекламу: на одном из ее стендов был установлен гигантский аквариум с водой, в котором, пока функциониров ал салон, все время находился автомобильный остов, прошедший перед этим специальную антикоррозионную обработку. «Не знаем, как насчет 8 лет, но за дни работы салона, - шутила одна из бельгийских газет, - металлическая рыбка «Вольво» не проржавела».
IV . Задание на дом. Что нужно учитывать инженеру- конструктору при проектировании новых машин и аппаратов?
План-конспект урока химии по теме "Коррозия металлов"(9 класс)
Этой теме предшествовали темы: «Сплавы», «Получение металлов», «Общие химические свойства металлов».
Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний
Тип нового знания: введение понятия - коррозия химическая и электрохимическая.
Технология: урок комбинированный:
· первая часть разработана в системе традиционного обучения с опорой на технологию, личностно-ориентированного деятельностного метода, есть элементы проблемного обучения.
· вторая часть урока: исследовательская с элементами проблемного изучения и опорой на групповую форму работы.
Цель: Сформировать понятие о коррозии металлов, рассмотреть классификацию и причины коррозионных процессов, изучить способы защиты металлов от коррозии.
Образовательные
Ø Познакомить с сущностью химической и электрохимической коррозии металлов;
Ø Закрепить знания об окислительно-восстановительных реакциях;
Ø Научить использовать приобретённые знания для объяснения явлений окружающей среды;
Ø Научить грамотному использованию металлических изделий.
Развивающие
Ø Продолжить развивать умения проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности;
Ø Развивать умение проектировать химический эксперимент ,предсказывать состав образующихся продуктов реакции;
Ø Развивать информационную компетентность учащихся, проявляющуюся в умении получать информацию из различных информационных источников, проводить анализ и синтез собранной информации;
Ø Продолжить формирование химической грамотности;
Ø Развивать некоторые практические умения защиты металлов от коррозии.
Воспитательные
Ø Продолжать прививать интерес к химии через межпредметные связи, связь науки с жизнью, опережающее задание группам учащихся;
Ø Развивать самостоятельность в работе учащихся и умение работать в группах: сотрудничать;
Ø Вырабатывать познавательную активность.
Здоровье сберегающие
Ø Создать благоприятный психологический климат на уроке;
Ø Соблюдать требования СанПИНа к гигиене учебного кабинета.
Оборудование и материалы:
ТСО : Компьютер, интерактивная доска Smart
Оборудование : спиртовка, тигельные щипцы, спички, лотки, пробирки, гвозди, медная проволока, медная и серебряная монеты;
Реактивы : С u , пробирки с заранее подготовленными (за 4 дня) образцами эксперимента по изучению условий коррозии -
пробирка №1 - раствор гидроксида натрия +ж.гвоздь
пробирка №2 - раствор хлорида натрия +ж.гвоздь.
пробирка №3 - раствор хлорида натрия +ж.гвоздь обвитый медной проволокой
пробирка №4 раствор хлорида натрия +ж.гвоздь +цинк
пробирка №5- медная пластина + раствор хлорида натрия;
Образцы металлических изделий и сплавов, с разными способами защиты металла от коррозии.
Раздаточный материал: опорные конспекты, дидактический материал на столах учащихся для самостоятельной и групповой работы.
Компьютерная презентация « Коррозия металлов»
Форма организации учебной деятельности : фронтальная, групповая, индивидуальная.
Название этапа
Приемы и методы
Этап организации урока
Этап проверки знаний учащихся
Проверка знаний учащихся методом тестирования учеников и взаимопроверка. Работа в парах.
Работа по индивидуальным карточкам
Постановка учебной задачи
Постановка проблемы. Информационный запрос (стадия вызова)
Этап изучения нового материала и демонстрации опытов
Рассказ учителя сопровождается демонстрацией слайдов презентации, созданной в Power Paint
Демонстрация опытов учащимися и их объяснение.
Выполнение записей в опорном конспекте.
Этап проверки понимания учащимися учебного материала, анализ лабораторного опыта. Закрепление новых понятий.
Работа с опорными конспектами и учебником, дидактическим материалом.
Запись на доске и в дневниках. Комментарий учителя.
Выделение главного на уроке. Выставление оценок.
1. Организационный момент
Приветствие, настрой на работу
2. Проверка знаний учащихся
v Тестирование основной части учеников (Учащиеся отвечают на вопросы теста, меняются листочками и проверяют ответы друг друга, листы проверки сдают учителю).Тест прилагается (Приложении № 1)
Ответы: Правильный ответ: 1 вариант 1-Б, 2-Б, 3-В, 4-В, 5-Б,
2 вариант 1-А, 2–Г, 3–А, 4-А,5-Г
( 1 вариант - ББВВБ 2 вариант - АГААГ) (Написано на доске)
Ключ оценивания: 5 «+» – «5»
v Индивидуальное задание по карточке.
Напишите уравнение получения железа из красного железняка и расставьте коэффициенты с помощью электронного баланса.
(Выполняет на развороте доски ).
3. Постановка учебной задачи
Учитель: Сегодня мы с Вами продолжаем говорить о металлах, их общих свойствах. Тема, которую мы будем рассматривать, волновала человечество издавна, как только оно начало применять металлические изделия.
На слайде представлены следующие изображения: , Эйфелева башня, ржавое изделие, яхта, монета, посуда. Учащимся предлагается рассмотреть их и ответить на вопрос: «О каком явлении пойдет речь на занятии?». (Слайд № 1)
Ученики: Вероятно о явлениях получения и разрушения металлов.
Учитель: Как часто вы встречаетесь с явлением разрушения металлов?
Ученики: Приводят примеры. (Учитель демонстрирует слайды, с фотографиями изделий, подвергшихся коррозии) (Слайд №2-3)
Учитель: А как называется это явление? (ржавление, коррозия)
Итак, мы сегодня изучаем процесс коррозии металлов. Зачитываю эпиграф урока и прошу дома поразмышлять над словами философа, что лучше «истираться» – ведя активный образ жизни, или «ржаветь» не работая? .( Слайд 4)
Прежде, чем перейти к объяснению и просмотру презентации, предлагаю выполнить задание: на доске записаны вопросительные слова: что?, почему?, как?, какая?, для чего? Составьте, пожалуйста, вопросы к теме «Коррозия металлов и способы защиты от неё» используя данные вопросительные слова.( Слайд 5)
Фронтальный опрос учащихся с фиксированием лучших вопросов на доске.
Например:
- Что такое коррозия металлов?
- Почему возникает коррозия металлов?
- Как возникает коррозия металлов? (Как защитить металл от коррозии?)
- Какая бывает коррозия?
- Для чего надо изучать коррозию? или др.
Учитель: Скажите, пожалуйста, какова будет цель нашего урока?
Ученики: Получить ответы на поставленные вопросы.
Мы должны выяснить:
Ä Что такое коррозия металлов?
Ä Какова роль коррозии в жизни человеческого общества и зачем ее изучать?
Ä Какие виды коррозии бывают?
Ä Как протекает этот процесс?
Ä Какие способы защиты от нее существуют? (слайд № 6)
4. Изучение нового материала
Учитель: Все явления в природе подчиняются строгим законам. Один из этих законов, в частности, гласит, что из двух состояний с большей вероятностью реализуется то, которое более устойчиво. Так многие соединения, в том числе, оксиды металлов, при нормальных термодинамических условиях устойчивее, чем металлы. Поэтому в земной коре большинство металлов содержатся не в чистом виде, а в форме химического соединения. Особенно часто встречаются соединения металлов с кислородом и серой.
Назовите важнейшие руды, используемые для получения железа.
Ученики: Красный железняк – Fe 2 O 3 , бурый железняк - 2 Fe 2 O 3* 3 H 2 O , магнитный железняк – Fe 3 O 4 .
Учитель: Легко ли получить железо из этих руд? Перечислите способы получения металлов.
Ученики: Конечно же, нет, железо получают пирометаллургическим способом. Пирометаллургический, гидрометаллургический, электрометаллургический.
Учитель: Какой процесс протекает при этом с металлами? (вызывает для объяснений ученика, выполнявшего индивидуальное задание у доски)
Ученики: Железо восстанавливается.
Учитель: Действительно приходится применять сложные и чрезвычайно энергоемкие металлургические процессы, чтобы извлечь металлы из химических соединений, и изготовить из них необходимые предметы.
Но большую долю результатов этого труда отнимает у людей злейший враг металлов - коррозия.
По данным Института физической химии РАН, каждая шестая домна в России работает впустую – весь выплавляемый металл превращается в ржавчину. «Ржа ест железо» - гласит русская народная поговорка.
Ржавчина, которая появляется на поверхности стальных и чугунных изделий, - это яркий пример коррозии. Вы, конечно же, слышали это слово.
Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы корродируют, но не ржавеют. В повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа. (Демонстрация слайдов материалов со следами коррозии)
Слово коррозия происходит от латинского слова corrodere, что означает разъедать. Так считали древние, а что мы подразумеваем под процессом коррозии?
Предполагаемый ответ учеников: Коррозия – это разрушение металлических изделий.
Коррозия причиняет огромный ущерб, и мы повседневно замечаем следы ее опустошительного действия. Только потери стали из-за коррозии во всем мире оцениваются в сотни миллиардов долларов в год. Помимо этого коррозия причиняет огромный не поддающийся учету ущерб, связанный с выходом из строя коррозирующих деталей, машин, оборудования и сооружений. А загрязнения окружающей среды, вызванные утечкой газа, нефти и других опасных веществ из трубопроводов из-за коррозии, что отрицательно воздействует на здоровье и жизнь людей.
В ноябре 2007 года в Керченском заливе во время сильного шторма затонуло 12 судов. Все они были насквозь проржавевшими. Один из них - танкер “Волгонефть-139” разломился пополам. В море вылилось 2000 т мазута. В результате погибло 35000 птиц, несколько десятков километров береговой линии оказались загрязненными. Предварительный ущерб равен 30 млрд. рублям. Самое страшное, что погибли люди. Причиной этого экологического бедствия явился не только шторм, но и человеческий фактор: такие суда нельзя допускать к эксплуатации! (Журнал “Огонек” №49, ноябрь, 2007)
Все осознают, что с коррозией надо бороться. А чтобы ее победить нужно, знать причины и механизмы ее протекания. Как вы думаете, почему металлы корродируют?
Ученики: Вероятно, металлы переходят в стабильное состояние, переходя в состав химических соединений, т.е. превращаются в ионы.
Учитель: Вы абсолютно правы, с химической точки зрения коррозией называют самопроизвольный процесс разрушения металлов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды, при этом металлы окисляются и переходят в устойчивые формы существования.
Учитель: А подвергается ли коррозии алюминий? И каково значение этого процесса?
Многие металлы, в том числе и довольно активные (например, алюминий) при коррозии покрываются плотной, хорошо скрепленной с металлами оксидной пленкой, которая не позволяет окислителям проникнуть в более глубокие слои и потому предохраняет металл от коррозии. При удалении этой пленки металл начинает взаимодействовать с влагой и кислородом воздуха. Значит, этот процесс коррозии полезен.
Учитель: Во влажном воздухе поверхность меди покрывается зеленоватым налетом (патиной) в результате образования основных солей меди.
Учитель: Возникает ли коррозия без причины? Что может вызвать появление этого процесса?
Ученики Окружающая среда.
Учитель: Приведите примеры очень агрессивной окружающей среды, которая на ваш взгляд вызывает сильную коррозию.
Ученики: Морская вода, кислота, щелочь, растворы солей.
Учитель: А воздух влияет на коррозию и почему?
Ученики: Конечно, да. Так как в воздухе 21 % -– кислорода.
Учитель: Таким образом, получается, что окисление металлов может происходить под действием разных сред, различных окислителей, в разной степени, поэтому ее подразделяют на разные группы (Слайд № 11)
Сплошная коррозия распределяется равномерно по всей поверхности металла или сплава (например, процесс ржавления сплавов железа на воздухе или их взаимодействие с сильными кислотами) (слайд № 11).
При местной коррозии ее очаги распределяются неравномерно — в виде коррозионных пятен или точек, что особенно опасно для промышленной химической аппаратуры.
Учитель: Для выяснения условий возникновения коррозии ваши одноклассники проводили опыты, попросим продемонстрировать и рассказать о результатах поставленных опытов.
Рассказ Цыплаковой Дарьи.
Чтобы выяснить условия разрушения металлов – коррозии мы провели ряд химических экспериментов.
Опыт № 1. (Демонстрирует) Я взяла медную проволоку и внесла ее в пламя спиртовки. Через некоторое время медь чернеет, покрывается оксидом меди ( II ), т.к. окисляется кислородом, содержащимся в воздухе.
Коррозия меди происходит по уравнению:
2 Cu + O 2 → 2 CuO (запись на доске)
Учитель: Продолжит рассказ Вероника Бервицкая. Она расскажет о наблюдениях, полученных при проведении опытов, поставленных заранее.
Бервицкая Вероника: Для выяснения условий возникновения коррозии мы провели еще один эксперимент, вспомнив, что коррозия протекает очень сильно в воде. Нас, интересовало, что является причиной коррозии: вода или кислород, растворенный в воде? Кислород содержится не только в воздухе, но и в воде, поскольку в ней растворим.
Мы провели следующий эксперимент : В две пробирки мы положили железные гвозди. В одну пробирку налили кипяченую воду. Прокипятив ее, мы практически удалили растворенный в ней кислород. Во вторую пробирку налили водопроводной воды. Каждую пробирку закрыли пробками, чтобы перекрыть доступ воздуха, т.е. кислорода. Результаты появились уже на следующий день. Быстрее корродирует гвоздь в некипяченой воде, хотя пробирка и закрыта пробкой, и кислород не поступает в пробирку. Очевидно, коррозия вызывается кислородом, растворенным в воде. (Демонстрируют результаты опытов) Слайд 12
Учитель: Вспомните, рассказ учеников об исследованиях и сделайте вывод об условии возникновения коррозии.
Ученики: Первое условие возникновения коррозии - это наличие окислителя в окружающей среде.
Учитель: Железо под воздействием O2 , H2О постепенно корродирует. Этот процесс является окислительно-восстановительным, где металл является восстановителем. Коррозия железа может быть описана упрощенным уравнением
4 Fe + 3 O 2 + 6 H 2 О = 4 Fe ( OH ) 3
Fe 0 -3е= Fe +3 восстановитель
O 0 2+4 е=2O -2 окислитель
(Учитель записывает уравнения реакций на доске, а 1 ученик диктует учителю запись электронного баланса уравнения).(Ученики записывают уравнение в своих конспектах).
Учитель: В этих опытах мы выяснили роль кислорода воздуха в коррозии железа.
Запишем вывод: Кислород является одним из агрессивных факторов коррозии. При этом происходит химическая коррозия.
Давайте дадим определение понятию “химическая коррозия”.
Обратитесь к записям, почему медь, железо корродируют?
Ученики: Окисляются кислородом. Вступают в химическую реакцию
Учитель: Какой процесс лежит в основе этого типа коррозии?
Ученики: Химическая реакция
Учитель: А теперь соедините все вместе, и получится понятие – химическая коррозия
Химическая коррозия - это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды (Слайд №11 )
Если на металлы действуют только сухие газы или жидкости, не являющиеся электролитами, то мы имеем дело с химической коррозией.
Учитель: Чаще всего металлы и изделия из них находятся в среде электролита, здесь мы встречаемся со вторым видом коррозии металлов - электрохимической.
Что является причиной окисления металлов в случае электрохимической коррозии?
Это понятие похоже на предыдущее?
Значит, в этой коррозии есть, что-то от химической коррозии, что именно?
Что нового добавилось в этом сложном слове?
Учитель: С чем у вас ассоциируется слово «Электро»
Ученики: Электричество, электрон, электрический ток, электролит.
Учитель: Что мы называем электрическим током?
Ученики: Электричество или электрический ток – это направленное движение электронов.
Учитель: Почему же здесь возникает электрический ток? Нам нужно в этом разобраться. ( слайд 15 )
Рассмотрим в качестве примера коррозию железа в растворе соляной кислоты в контакте с медью.
(демонстрация слайда № 15 )
При этом возникает гальванический элемент. Более активный металл – железо окисляется и переходит в раствор в виде ионов Fe 2+
Fe 0 – 2 e → Fe 2+
Железо и медь контактируют друг с другом, и электроны, выделяющиеся при окислении железа, перемещаются на медь, где их и получает ион водорода. Т.е возникает движение электронов, а это и есть электрический ток.
Ионы же водорода двигаются к меди (катоду), где, принимая электроны, восстанавливаются:
Если электролит имеет нейтральную или щелочную среду, тогда на катоде протекает процесс восстановления кислорода, растворенного в электролите:
O 2 + 2 H 2 O +4 e →4 OH - в этом случае образовавшиеся ионы ОН - соединяются с перешедшими в раствор ионами железа
Fe 2+ + 2 OH - → Fe ( OH )2↓
Fe ( OH )2 в присутствии воды и кислорода превращается в Fe ( OH )3, который частично отщепляет воду и образующееся вещество отвечает по составу бурой ржавчине y Fe 2 O 3 * xH 2 O
Учитель: Дадим определение электрохимической коррозии.
Ученики: Электрохимическая коррозия – это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды, которое сопровождается возникновением электрического тока. Или это такая коррозия, в результате которой наряду с химическими процессами протекают и электрические.
Учитель: ЭХК вызывают главным образом, загрязнения, примеси, содержащиеся в металле, неоднородность химического состава и структуры, а также неоднородность его поверхности. Согласно теории ЭХК при соприкосновении Ме с электролитом на его поверхности возникают множество микрогальванических элементов. При этом анодом является более активный металл, а катодом –загрязнения, примеси, менее активный металл.
Учитель: Для закрепления знаний об условиях возникновения коррозии проведем лабораторный опыт и проанализируем его результаты
На ваших столах в лотках стоят 5пробирок. В каждую наливали растворы электролитов: в 1- ю 10%- ый раствор NaOH, в остальные 15% - раствор NaCl. В пробирки опускали по железному гвоздю, в 3 –ю гвоздь в контакте с медной проволокой, в 4 –ю гвоздь в контакте с Zn, в 5-ю опустили кусок медной пластины.
Эти пробирки подготавливали одновременно. Прошло 4 дня. О том, как происходила коррозия, вы можете судить по характеру осадков.
Вы должны проследить за изменениями, произошедшими в пробирках, зафиксировать результаты наблюдения в таблице опорного конспекта. От каждой группы вывод по результатам анализа читает ученик закладывавший опыт, остальные записывают в конспект.
Лабораторный опыт
Определения влияния условий окружающей среды на скорость коррозии
Конспект урока+презентация+видео по теме "Коррозия металлов"(9 класс)
Тема урока: «Коррозия металлов» (9 класс, УМК О.С. Габриеляна).
Автор: Черногорова Лариса Викторовна, учитель химии МБОУ СШ № 31 г. Липецка
Цель урока: сформировать представление о коррозии металлов как самопроизвольном окислительно-восстановительном процессе, её значении, причинах, механизме и способах защиты; показать влияние на скорость коррозии таких факторов, как природа веществ, температура и присутствие катализатора (ингибитора).
Задачи урока:
Образовательные: изучить сущность коррозии металлов с химической точки зрения, выяснить способы защиты металлов от коррозии.
Развивающие :
1.Развить умение проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности.
2.Строить логические цепочки и выводы из наблюдений.
3.Прогнозировать решение некоторых проблем.
Воспитательные :
1.Совершенствовать коммуникативные умения в ходе коллективного обсуждения.
2.Продолжать формировать убеждения учащихся в необходимости привлечения средств химии к пониманию и описанию процессов, происходящих в окружающем мире.
Тип урока: открытие новых знаний на основе системно-деятельностного подхода
Методы и приемы обучения : метод проблемного изложения материала, метод поисковой беседы, исследовательский метод и сопровождение лабораторного проблемного эксперимента.
Форма работы : индивидуально - групповая (класс разбит на 4 группы).
Ожидаемые результаты: Учащиеся будут знать понятие коррозия, её виды, будут объяснять механизм этого процесса, будут объяснять значение коррозии для жизнедеятельности человека, будут отстаивать свою точку зрения и делать выводы, находя решение проблемы.
Оборудование: раздаточный материал на столах учащихся; презентация Power Point , видеофрагмент "Коррозия металлов"; ноутбук, проектор, интерактивная доска;
За неделю до урока закладываются опыты по изучению факторов, влияющих на коррозию:
опыт №1 - железный гвоздь помещен в дистиллированную воду
опыт №2 - железный гвоздь помещён в водопроводную воду
опыт №3 - железный гвоздь помещён в раствор хлорида натрия
опыт №4 - в раствор хлорида натрия помещен гвоздь с прикрепленной медной проволочкой
опыт №5 - в раствор хлорида натрия помещен гвоздь и с прикреплённой магниевой проволочкой
опыт №6 - железный гвоздь помещен в слабощелочной раствор хлорида натрия
опыт №7 - железный гвоздь помещён в подкисленный раствор хлорида натрия
Этапы урока
Деятельность учителя
Деятельность ученика
1. Организационный
Учитель начинает урок с приветствия и позитивного настроя, желает плодотворной работы и отличных оценок.
Учащиеся сидят за столами в составе 4-х рабочих групп
2. Формулирование темы
Учитель: Сегодня у нас необычный урок, тему которого мы попытаемся сформулировать вместе. Для этого нам предстоит ознакомиться с некоторой информацией, которая имеется у каждой группы на столе.
(Просит представителя от каждой группы зачитать вслух информацию). Слайды 1-6
Учитель: Ребята, в чём проблема? Кто является виновником в данных ситуациях.
Учитель: Да, действительно, причиной масштабного разрушения металлов и изделий из них является коррозия. Коррозии подвергаются камни, пластмассы и другие полимерные материалы, древесина, но чаще всего она является врагом для металлов.
Итак, какова будет тема сегодняшнего урока?
Учитель: Совершенно правильно -"Коррозия металлов". Слайд 7
Один человек от каждой группы встаёт и зачитывает информацию со своего стола (приложение №1 к уроку).
Учащиеся высказывают предположения, указывают на коррозию
Учащиеся предлагают формулировки.
Учащиеся записывают тему в тетрадь.
3. Формулирование цели и задач урока
Учитель демонстрирует видеофрагмент, в основе которого лежит стихотворение:
Мы видим мрачную картину,
Вот ржавый гвоздь и ржавая труба,
И даже новую машину
За год буквально съела ржа.
Ползет она как змей ужасный
И вглубь, и вширь, и поперек.
Корабль, краскою блиставший,
С дырой в боку ко дну идет.
Ржавеет все – тросы, лебедка,
Опоры зданий и мостов,
И даже руль подводной лодки
Всегда к ржавлению готов.
И где же выход из проблемы,
И в чем причина бедствий тех?
Найдем ответ мы непременно.
Учитель: Что же нам надо будет выяснить сегодня на уроке о коррозии, чтобы найти выход из проблемы, касающейся разрушения металлов?
Учитель обобщает: Чтобы бороться с врагом, его надо знать в лицо. Таким образом, нам надо будет ответить на следующие вопросы:
1. В чём состоит сущность коррозии?
2. Какие виды коррозии встречаются в природе?
3. Какие факторы оказывают влияние на коррозию?
4. Можно ли противостоять коррозии? Слайд 8
Эпиграфом к сегодняшнему уроку будет являться следующая фраза: «Знать – значит победить!» (А.Н. Несмеянов)
Учащиеся высказывают свои предположения
4. Открытие новых знаний
Учитель: Для того, чтобы найти ответы на поставленные вопросы, мы проведём небольшую групповую работу по заданиям, которые вы сейчас получите (раздаёт дидактический материал, приложение №2 к уроку). Время на выполнение - 5-7 минут, затем каждая группа предоставляет отчёт о проделанной работе.
Выполняют задания по инструкциям
5. Контроль и коррекция полученных знаний.
Учитель просит представителя от 1 группы зачитать задание, предложенный текст и вариант ответа.
По ходу ответа учитель открывает информацию на слайде презентации. Слайды 9-11.
Учитель: Одним из замечательных памятников старого Дели в Индии является минарет Кутуб-Минар, построенный в 1200 г. Во дворе минарета уже более тысячи лет стоит известная Делийская железная колонна. Эта колонна знаменита тем, что она не подверглась разрушающему действию коррозии. О Делийской колонне рассказывают много легенд, касающихся ее исключительной коррозийной стойкости.
Чем же объясняют исключительную коррозийную устойчивость металла, из которого сделана эта колонна? Есть разные версии её антикоррозийной устойчивости, но, скорее всего, высокую коррозийную стойкость колонны можно объяснить условиями, в которых она находится. Дело в том, что климат Дели, в особенности там, где находится колонна, очень сухой: относительная влажность в течение года не превышает 50-60%, а обычная – в пределах 30- 40%. Слайд 12.
А какие ещё факторы оказывают влияние на скорость протекания коррозии? Об этом нам расскажет группа №2. Слайд s 13-14
Учитель : Если вы спросите 100 разных людей, что у них ассоциируется с Парижем, то, скорее всего, услышите - Эйфелева башня. Слайд 15
Эта железная леди является самой узнаваемой, самой посещаемой и самой фотографируемой туристической достопримечательностью мира.
Больше 200 миллионов людей посетили Эйфелеву башню с тех пор, как ее построили в 1889 году, ведь именно с вершины этой башни можно увидеть весь Париж. Но вся беда в том, что башня серьёзно больна, коррозия очень сильно разрушает её конструкции. Чтобы защитить башню от коррозии её покрывают 60 тоннами краски каждые 7 лет. Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и прежде всего легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (V в. до н. э.) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии.
Задачей химиков было и остается выяснение разработка мер, препятствующих или замедляющих ее протекание. Коррозия металлов осуществляется в соответствии с законами природы и потому ее нельзя полностью устранить, а можно лишь замедлить.
О том, как это можно сделать нам расскажет группа №3.
По ходу выступления учитель демонстрирует информацию на слайде. Слайд 16-17
Учитель: Как вы уже, наверное, поняли - коррозия - самый опасный враг металлов. Но любого врага всегда можно не только укротить, но и приручить. Можно ли коррозию использовать во благо для металлов? Об этом нам расскажет группа №4.
Учащиеся класса оформляют записи в тетрадях.
Выступление учащегося (зачитывает задание и предлагает вариант ответа).
Учащиеся оформляют записи в тетрадях.
6. Первичное закрепление правильности усвоения материала.
Учитель: Ребята, мы нашли с вами ответы на все вопросы, поставленные в начале урока. А сейчас проверим, как вы поняли и усвоили новый материал. Для этого я каждой группе задам отдельный вопрос.
На слайде демонстрируются вопросы для каждой группы. Слайд 18
Вопрос 1. Требуется скрепить железные детали. Какими заклепками следует пользоваться медными или цинковыми, чтобы замедлить коррозию железа?
Вопрос 2. Медная гайка навернута на болт, изготовленный из железа. Какая из этих деталей будет разрушаться при коррозии во влажном воздухе
Вопрос 3. Лист железа, покрытый цинком, и лист железа, покрытый оловом, процарапали до железа. Будет ли подвергаться коррозии железо в обоих случаях?
Вопрос 4 . Можно ли ставить на зуб стальную коронку, если на соседнем поставлена золотая?
Учащиеся отвечают на вопросы
7. Проверка правильности усвоения знаний
Учитель: А теперь небольшая проверочная работа на оценку. Проводится тест - пятиминутка по индивидуальным заданиям (приложение №3)
Выполняют тест на отдельных листках
§10, №№1,2 Слайд 1 9
Записывают в дневники
9. Рефлексия: «Три М».
Учащимся предлагается назвать три момента, которые у них получились хорошо в процессе урока, и предложить одно действие, которое улучшит их работу на следующем уроке.
Учащиеся совещаются, затем озвучивают свою версию для всех
10. Подведение итогов урока
Учитель: Китайская мудрость гласит «Даже если вы достигли вершины горы, продолжайте карабкаться дальше".
Многие армянские сказки заканчиваются фразой: «… первое яблоко тому, кто рассказывал. Второе – тому, кто слушал. А третье-кому? Тому – кто понял».
Я уверена, что сегодня с урока вы уходите с яблоками, хотя и виртуальным.
Спасибо за сотрудничество! Урок окончен! До свидания! Всем добра и успехов! Слайд 2 0
Учащиеся покидают кабинет
Приложение №1.
Информация 1 . В III столетии до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи бога Солнца Гелиоса. Статуя была изготовлена из глины, основой служил железный каркас, а сверху статуя была покрыта листами из бронзы ( сплав меди с оловом). Колосс Родосский считался одним из 7 чудес света однако просуществовал всего 66 лет и рухнул во время землетрясения.
В начале прошлого столетия по заказу одного американского миллионера, была построена роскошная яхта «Зов моря». Днище её было обшито сплавом меди и никеля, киль и другие детали были изготовлены из стали. Когда яхту спустили на воду, оказалось, что она не пригодна к использованию. И ещё до выхода в открытое море была полностью выведена из строя.
Информация 2.
31 января 1951 года во время сильного мороза обрушился железный мост в Квебеке (Канада), введенный в эксплуатацию в 1947 году.
В 1964 году рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400 метровая антенная мачта в Гренландии.
В 1967 году, в Западной Вирджинии был разрушен Серебряный мост. Стальной висячий мост рухнул меньше, чем за минуту. В результате погибли 46 людей, которые в то время находились на мосту.
В 1983 году в США, во время смерча из-за ослабших болтов был разрушен самый высокий мост Кинзу.
Информация 3. Подсчеты, которые были сделаны в начале 20-х годов ХХ века, показали, что за время с 1860 по 1920 года, то есть за 60 лет, было выплавлено чугуна во всем мире 1860 млн. тонн, из них 660 млн. тонн было безвозвратно потеряно, что составило около 33% от всего выплавленного металла.
Сейчас считают, что примерно около 10% всей ежегодно выплавляемой стали идет на покрытие безвозвратных потерь металлов. Наша страна ежегодно теряет 5-6 млн. тонн металла. Иначе говоря, буквально в пыль превращается годовая продукция крупного металлургического комбината. Каждая шестая доменная печь работает впустую.
Информация 4. За 1997-1999 годы в ОАО "Самаранефтегаз" произошло 4594 прорыва нефтепроводов и 5883 прорыва водоводов.
По оценкам специалистов, от 5 до10 процентов транспортных строительных конструкций, зданий и сооружений ежегодно выходит из строя или требует ремонта из-за повреждений. Наиболее повреждаемыми инженерными сооружениями на транспорте являются железобетонные фундаменты, опоры контактной сети и линий электропередачи, мосты, виадуки и путепроводы, подземные пешеходные переходы, коллекторы сточных вод, сети водоснабжения.
Ежегодно в различные трубопроводы закачивается около 70000 млрд. литров воды, каждый третий из которых не доходит до потребителя. В деньгах это примерно 600 млрд. рублей убытка, не считая моральных и материальных издержек от аварий.
Приложение №2.
Текст №1. Коррозия металлов. Основные виды коррозии.
Коррозия (от латинского “corrodere” – разъедать, разрушать) – это процесс самопроизвольного разрушения металлов и сплавов при их взаимодействии с окружающей средой.
В основе коррозийных процессов лежат окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся переходом металлов в более устойчивое, естественное состояние.
Естественное состояние металла в природе – это его окисленное состояние. Металлы входят в состав минералов самого разнообразного состава. Круг металлов, которые можно встретить в природе в свободном состоянии, весьма ограничен (примером могут служить золотые самородки). Человечество тратит огромное количество энергии на выделение металлов из его соединений, а коррозия возвращает их обратно.
Таким образом, коррозию можно рассматривать как процесс перехода металла в то естественное, природное состояние, в котором мы встречаем его в земной коре.
Коррозию часто отождествляют с термином "ржавчина". На самом деле это не одно и тоже. К оррозия — это процесс, а ржавчина - один из его результатов. Это слово применимо только к железу, входящему в состав стали и чугуна. Ржавчина — это слой частично гидратированных оксидов железа, образующийся на поверхности железа и некоторых его сплавов в результате коррозии.
По механизму протекания коррозионных процессов выделяют два вида коррозии - химическую и электрохимическую.
Химическая коррозия представляет собой самопроизвольное разрушение металла в результате окислительно - восстановительной реакции с веществами - окислителями из окружающей среды. Она может протекать в любых средах и не сопровождается возникновением электрического тока.
Окислителями (корродирующими агентами) могут быть сухие газы (О2, СО2, SО2, HC1, оксиды азота и др.), перегретый водяной пар, жидкости, не являющиеся электролитами (нефть, смазочные масла, керосин и др.), а также расплавы органических и неорганических веществ, в том числе металлов.
В зависимости от этого химическая коррозия бывает газовая или жидкостная.
Электрохимическая коррозия – это разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы электрического тока.
Примером коррозионных процессов электрохимического характера является разрушение деталей машин и различных металлических конструкций в почвенных, грунтовых, речных и морских водах, во влажной атмосфере, в технических растворах, под действием смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых при механической обработке металлов и т.д.
Причиной электрохимической коррозии является образование на поверхности металла большого количества микрогальванических пар, которые возникают при контакте двух металлов с разной химической активностью.
При электрохимической коррозии на поверхности металла одновременно протекают два процесса:
На аноде происходит окисление атомов металла Роль анода выполняет более активный металл.
На катоде происходит принятие электронов, которые поступают с анода, каким-либо окислителем (ионы, молекулы, которые содержатся в растворе электролита и способны восстанавливаться).
В кислотах в качестве окислителя преимущественно выступают ионы водорода, тогда на катоде протекает следующий процесс: В нейтральной среде в качестве окислителя преимущественно выступает растворенный кислород, тогда на катоде протекает следующий процесс:Роль катода выполняет менее активный металл или примесные включения.
Читайте также: